通電導線在磁場中受到的力公開課省公開課一等獎全國示范課微課金獎課件

第三章磁場第四節(jié)通電導線在磁場

中受到力1/25復習鞏固歷史上最早發(fā)覺電流磁效應人物是誰呢？思索與討論反過來思索：磁針對通電導線有沒有力作用？奧斯特:通電導線對磁針有力作用作用力與反作用力。磁場對通電導線也有力作用——安培力。新課引入2/25磁軌炮(RailGun),即軌道炮是利用電磁發(fā)射技術制成一個先進動能殺傷武器.與傳統(tǒng)大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不一樣,軌道炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場作用力,其作用時間要長得多,可大大提升彈丸速度和射程.因而引發(fā)了世界各國軍事家們關注.自80年代早期以來,電磁軌道炮在未來武器發(fā)展計劃中,已成為越來越主要部分.激趣誘思3/25安培力:通電導線在磁場中受到力一、安培力方向演示：按照右圖所表示進行試驗。1、改變導線中電流方向，觀察受力方向是否改變。2.上下交互磁場位置以改變磁場方向，觀察受力方向是否改變。問題探究安培力方向與哪些原因相關？4/25問題探究試驗統(tǒng)計與分析1.試驗裝置簡化圖5/25試驗次數(shù)磁場方向電流方向安培力方向1向下垂直于紙面向外

2垂直于紙面向里

3向上

4垂直于紙面向外

2.試驗結(jié)果統(tǒng)計表問題探究6/25N電流方向:垂直于紙面向外統(tǒng)計1試驗1問題探究7/25N電流方向:垂直于紙面向里統(tǒng)計2試驗2問題探究8/25電流方向:垂直于紙面向里統(tǒng)計3試驗3問題探究9/25S電流方向:垂直于紙面向外統(tǒng)計4試驗4問題探究10/25試驗次數(shù)磁場方向電流方向安培力方向1向下垂直于紙面向外2垂直于紙面向里

3向上

4垂直于紙面向外試驗結(jié)果問題探究11/25演示1:磁場方向:向下電流方向:向外受力方向:向右演示2:磁場方向:向下電流方向:向內(nèi)受力方向:向左演示3:磁場方向:向上電流方向:向內(nèi)受力方向:向右演示4:磁場方向:向上電流方向:向外受力方向:向左結(jié)果分析左手定則:伸開左手，大拇指跟其余四指垂直，而且跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，并使伸開四指指向電流方向，那么，大拇指所指方向就是直導線所受安培力方向。問題探究12/25FIBFIBBI30°FFIIIBBB例1.判斷安培力方向F=0F=0典例精析13/25例2.畫出圖中通電導線棒所受安培力方向。FFF平面圖－－側(cè)視圖典例精析14/25思索：平行通電導線間是相互吸引還是相互排斥？問題探究15/251.同向電流相互吸引2.反向電流相互排斥。結(jié)論:FFF同向電流F反向電流試利用左手定則分析他們之間作用力問題探究16/25二、安培力大小NSIF＝ILB當B∥I時F＝0當B和I夾角為θ時，F(xiàn)方向？F大小?當B⊥I時NSINSIθ問題探究17/25把磁感應強度B分解為兩個分量:平行于導線分量B2不對導線產(chǎn)生作用力,通電導線所受作用力僅由B1決定F=I

L·Bsinθ通電直導線與磁場方向不垂直情況怎樣處理？NSI垂直B1=B

sinθ平行B2=B

cosθIBθB2B1θ問題探究18/25安培力大小公式:F=ILBsinθθ表示磁場方向與電流方向間夾角注:在中學階段，此公式僅適合用于勻強磁場問題1:若B與I不垂直時，F(xiàn)安與B和I方向關系可怎樣概括？說明:結(jié)論:F一定與B垂直，一定與I垂直。但B與I不一定垂直。問題2：F、B.I一定兩兩垂直嗎？問題探究19/25例3.如右圖所表示各圖中,磁場磁感應強度大小相同,導線兩端點距離均相等,導線中電流均相等,則各圖中相關導線所受安培力大小判斷正確是()A.d圖最大B.b圖最大C.一樣大 D.無法判斷答案:C典例分析20/25例4．如圖1所表示，垂直折線abc中通入I電流。ab=bc=L，折線所在平面與勻強磁感強度B垂直.abc受安培力等效于ac（通有a→c電流I）所受安培力，即F1=______，方向一樣由等效電流ac判定為在紙面內(nèi)垂直于ac斜向上，同理能夠推知:如圖2所表示，半圓形通電導線受安培力F2=______如圖3所表示，閉合通電導線框受安培力F3=______圖1圖3圖2

2BIL0計算安培力大小時,L是指導線在垂直磁場方向上有效長度典例分析21/2500.02N水平向右0.02N垂直導線,斜向左上方1.將長度為20cm、通有0.1A電流直導線放入一勻強磁場中,電流與磁場方向如圖所表示,已知磁感應強度為1T。試求出以下各圖中導線所受安培力大小和方向IBIB30°IB課堂練習22/252.如圖所表示，在勻強磁場中用兩根柔軟細線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b穩(wěn)定電流I，這時兩根細線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采取哪些方?()（A）適當增大電流I

（B）將電流反向并適當改變大小（C）適當增大磁場（D）將磁場反向并適當改變大小ACabI課堂練習23/25如圖所表示，在玻璃皿中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵磁場中，N極在下，S極在上，鹽水就會旋轉(zhuǎn)起來.